稀疏场景目标的距离像峰值聚类分割成像方法

针对海面舰船等具有一定空间稀疏性的合成孔径雷达成像场景,提出了一种稀疏场景目标的距离像峰值聚类分割成像方法。首先采用小波降噪算法对SAR原始回波数据进行预处理,通过距离压缩和距离徙动校正获得不同观测位置的距离像,利用基于二阶差分算子的快速峰值检测算法检测距离像峰值点,对峰值检测结果距离维聚类后方位向成像,实现了距离向能量区间稀疏目标的分割成像;对峰值检测结果距离-方位二维聚类后方位向成像,实现了距离向能量区间与方位向合成孔径时间无耦合稀疏目标的分割成像。仿真结果表明,对海面舰船等具有空间稀疏性的成像场景,所提方法能够实现目标的有效分割成像,不仅在完整保留目标回波信息的同时大幅度地降低了方位向压缩的运算量,而且分割成像结果更有利于目标的快速识别。     

基于GNSS多径信号的反射面参数估计算法

全球卫星导航系统（GNSS）多径信号广泛存在于城市峡谷等复杂导航定位场景中. 多径信号在干扰GNSS接收机并造成系统定位精度下降的同时,也为接收机提供了周边反射面环境信息. 在码相位延迟幅度联合跟踪算法（CADLL）实现GNSS多径信号感知和特征参数提取的基础上,设计实现了基于粒子滤波的反射面参数估计算法. 该算法可以在GNSS多径环境中增强接收机的环境感知能力,相关环境信息可应用于场景感知、避障、路径规划和定位增强等领域. 静态环境下进行GNSS多径信号采集和算法测试,实验结果表明该算法能够有效估计反射面位置参数,反射面方位角均方根误差（RMSE）小于10°,反射面俯仰角RMSE小于5°,反射面距离RMSE小于10 m.      

无验潮测深中的GNSS定位影响因素分析及对策探讨

通过实测GNSS(global navigation satellite system)数据的动态差分后处理（post processed kinematic,PPK）,对无验潮测深中的GNSS定位影响因素进行了分析,结果表明：（1）海面环境的多路径效应大于陆地环境,基准站多路径效应集中在0.15～0.3 m,而流动站则主要集中在0.3～0.5 m,对于多路径效应这类难以模型化的误差,可以通过观测环境的优化选择、GNSS接收机的软硬件升级和改良来削弱其影响。（2）粤港澳大湾区电离层较为活跃,尤其是在下午时段,当基准站距离船载移动站较远时,电离层影响的空间相关性明显降低,GNSSPPK定位方式无法很好地消减电离层延迟,测深结果受到影响较大,可以采取加设距离较近的基准站、合理安排作业时间等措施来缓解电离层延迟对GNSS定位的影响。     

多视处理对SAR船只探测的影响

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像过程中会出现斑点噪声,一般用多视处理减少图像的斑点噪声,这对合成孔径雷达船只探测造成了一定的影响.本文对不同视数SAR图像的等效视数、空间分辨率和船只海面对比度进行了分析,结果表明:一方面,多视处理增加了等效视数,改善了图像质量,更有利于船只探测;但另一方面,多视处理又降低了图像空间分辨率和船只海面对比度,对船只探测产生不利影响.最后本文选取了窗口滤波法和K分布法两种典型的SAR船只探测方法对多视处理的SIR-C SAR图像进行了船只探测试验,得到了最适合船只探测的多视处理的视数.     

基于三频SNR数据探测北斗GEO卫星多径效应

多径误差是全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）高精度实时定位的主要误差源。由于多径效应具有时变特性且与观测环境有关,难以有效探测与剔除,尤其是动态定位领域。鉴于多径效应对于同颗卫星不同频率观测值影响不同,本文采用三频信噪比（signal-noise ratio,SNR）频率间差分数据,设计算法探测北斗对地静止卫星（geostationary orbit satellite,GEO）多径误差,并依据开阔环境SNR频间差分数据序列进行统计分析,确定其探测阈值。实验结果表明,北斗GEO卫星易受多径误差影响,传统方法难以实时有效探测,本文提出的新方法可有效探测GEO多径误差,并基于设定的阈值对其数据进行降权或剔除,可应用于GNSS数据质量控制。     

基于探地雷达的古墓遗址探测及数据后处理方法

探地雷达用于地下考古目标和地下遗址分布的确定,为探地遥感应用开辟了广泛的应用前景.以浙江、绍兴印山大墓为地下探测特定目标,针对长江下游地区地下水位高、土壤潮湿使电磁波被地下水大量吸收而无法很好地深入地下,目标回波信号幅度小、信噪比低而影响探测结果,以冲击脉冲雷达和线性调频雷达两种方式对地下目标作用,以获取同一地下目标的各种电特征数据和地下目标同一物理特征的不同电参量表示,提高接收信号的信噪比,增加探测深度.并用回波能量相关方法辨别地下古代遗址的外形轮廓以确定目标位置.选择不同天线位置,对地下目标的反射特性参数做聚类处理.利用图像处理方法,使地下古墓廓线三维反演成像,并使位置误差最小.为古墓的无损探测提供了一种可行的方法.     

海上动态GNSS浮标的周跳处理算法

常规全球卫星导航系统（GNSS）周跳探测方法大多忽略了高度角对多路径误差以及观测噪声的影响．由于海上GNSS浮标的数据质量受海面影响很大,在卫星高度角降低时其观测噪声和多路径误差显著增大,且具有高频周跳特点,常规GNSS周跳探测方法并不适用．据此,提出了一种综合电离层总电子含量变化率（TECR）和顾及高度角加权阈值模型的改进双频码相组合（MW）探测法的周跳探测与修复方法．实验结果表明:该方法能有效抑制低高度角和多路径影响带来的信号噪声,准确探测到各种类型周跳,可有效应用于海上GNSS浮标的数据预处理.      

同天线不同接收机的GNSS-IR雪深反演分析

全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）干涉遥感技术(GNSS-interferometry reflectometry,GNSS-IR)利用测量型GNSS接收机即可获取反射面信息,具有信号源丰富、采样率高等优势,被广泛应用于雪深、潮位、土壤湿度、海面风场、海冰探测、地表形变监测等领域的研究。然而,GNSS接收机会对接收信号进行多路径抑制,反射信号会被削弱甚至剔除,从而降低GNSS-IR技术的精度。为了探讨GNSS-IR反演中不同接收机、不同频点的影响,基于零基线模式在中国北极黄河站设计了GNSS-IR雪深反演实验,定量研究了接收机性能对雪深反演精度的影响。首先,在站上布设了和芯星通接收机和天宝接收机,并通过功分器共用同一个天线,这样可以获得反射面完全相同的多接收机、多频点观测值;然后,对两台接收机在3个GPS频点下的日均反演结果进行比较以便验证反演策略的有效性,并通过单次反演结果对比分析不同接收机反演效果的差异。结果表明,多个接收机、多个频点都能成功反演雪深值,其偏差基本上在3 cm以内。但是,尽管反射面完全相同,两个接收机之...     

地灾监测的大数据信息平台研究及应用

重点对地灾监测方面的方案研究进行了阐述，在构建大数据信息平台的设计方案时，以实现高度自动化的全方位监测功能为导向，依托导航卫星数据接收机和多源传感器，集成构建大数据信息平台的系统解决方案，主要包括扼流圈卫星天线、GNSS数据接收机、MEMS传感器、环境测量单元、防雷区域单元等功能元件的组成、多传感器的系统集成，以及全方位监测的功能实现。按照地灾监测大数据信息平台建设、构建大数据平台关键技术突破及检测数据解算软件功能实现的顺序，完成了GNSS实时监测预警应用网络系统HCmonitor的研发。综合应用多种手段实现地灾监测的功能升级，为解决重大灾害预警提供了新的思路和解决方案，该项成果在甘肃舟曲的灾后重建工程得到应用与推广。     

宽巷组合下的cGNSS-R测高算法

传统的GNSS反射信号（cGNSS-R）测量湖面和海面的高度具有较高的时空分辨率,因此可以作为验潮站使用,它是一种监测海洋潮汐及海平面变化的新手段。本文提出了一种基于L₁-L₂宽巷观测量组合的GNSS-R测高新算法。该算法的优点是：利用宽巷的方法可以用码与相位的双频观测值来快速确立需求的整周模糊度。为验证该方法,在武汉市东湖清河桥上做了试验,并利用所得观测量,按照该新算法解算了接收机到湖面的高度。通过试验分析,RMS显示其精度可以达2～3 cm。     

运动干扰站的SAR-GMTI余弦调相转发干扰

针对多通道合成孔径雷达地面动目标显示SAR—GMTI提出一种基于运动干扰站的余弦调相转发干扰方法。该方法利用运动干扰站转发式干扰的成像特性实现方位向扩展,利用余弦调相信号特性实现距离向扩展,将二者有机结合,可同时实现干扰目标在方位向和距离向的2维扩展。以三通道干涉对消技术为例分析了其对GMTI的对抗性能,理论分析和仿真实验表明:该方法对SAR和SAR-GMTI均可产生灵活可控的2维条带状或面状遮盖干扰效果,但由于多通道GMTI对干扰的抑制和对消,干扰目标幅度受正弦调制系数影响将出现增强或削弱。     

双通道SAR振动目标快速检测

目标的振动会对雷达回波产生特殊的相位调制，称为微多普勒效应，能够提供对微动目标检测的有利信息，因此对提高SAR(Synthetic Aperture Radar)系统性能具有重要意义。然而，已有的检测算法存在运算量大、抗杂波噪声能力弱和无法适应多振动目标等问题。针对这些问题，本文提出一种对振动目标检测的新算法。该算法利用相位中心天线偏置DPCA(Displaced Phase Center Antenna )对消技术消除杂波，并沿方位向累加DPCA信号来提高算法的抗噪声能力。由于振动目标SAR方位回波的频谱与脉冲序列具有高度相似性，本文算法选择了检测重复脉冲序列的脉冲重复频率PRI(Pulse Repetition Interval )变换法来实现振动目标的检测。仿真实验表明，本文算法能够在强杂波噪声条件下检测振动目标，同时具有准确振动频率估计性能，甚至当同一个单元存在多个振动目标时，本文算法依然适用。仿真中振动目标检测的计算机运行总时间不超过0.6 s，说明本文算法适用于实时检测，通过与GLRT算法和Hough变换算法运算量的比较，证明了本文算法相比于经典算法具有运算量小，检测速度快的优点。     

融合毫米波雷达与单目视觉的前车检测与跟踪

对现有融合雷达与视觉的车辆检测方法进行改进，增加目标跟踪过程，进一步提升城市复杂环境下智能车前方车辆信息感知的准确性。首先，针对雷达数据处理，提出一种基于层次聚类的雷达杂波剔除方法；其次，针对视觉数据处理，提出一种基于目标景深的自适应车辆检测方法；最后，提出一种基于核相关滤波器（kernelized correlation filter，KCF）-扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）组合滤波的目标跟踪方法，对车辆几何与运动信息进行了有效估计。通过在不同交通环境与天气状况下进行实车实验，结果证明，该方法具有更好的可靠性与鲁棒性。     

地面LiDAR数据模拟及单木LAI反演

地面激光雷达Li DAR可以快速获取高精度、高密度的点云数据,在植被结构参数获取方面的应用越来越广泛。为了定量分析地面激光雷达点云数据获取单木结构参数的能力和精度,本文提出利用光线跟踪结合植被真实结构模拟地面3维激光扫描仪的单木点云数据(以RIEGL VZ-1000为例),并结合间隙率模型反演单木叶面积指数LAI。在点云模拟过程中,充分考虑了脉冲特性,包括光斑大小、波束发射角以及回波探测强度。重点分析了光斑大小和最小探测强度对LAI反演的影响,并采用根河实测单木数据进行了验证。结果表明,光斑大小和最小探测强度的设定对于LAI反演结果存在很大影响,该结论对于提高地面激光雷达点云数据反演植被结构参数精度具有重要意义。     

Using multiple portable/wearable devices for enhanced misalignment estimation in portable navigation

Global navigation satellite system (GNSS), such as global positioning system (GPS), has been widely used for vehicular and outdoor navigation. Accuracy is one, among many, of the advantages of using GNSS in the open sky. However, GNSS finds difficulty in achieving similar results in portable navigation, where users spend most of their time indoors or in urban canyons, places where GNSS signals suffer from multipath error or signal blockage. One of the most common solutions for providing location services in such challenging environments is integrating GNSS with inertial sensors, such as accelerometers and gyroscopes. However, the arbitrary orientation of the portable device can present a more difficult challenge when using inertial sensors for portable navigation. In order to obtain a navigation solution using inertial sensors, an accurate heading estimation is required. Resolving the heading misalignment angle between the portable navigation device and the moving platform, such as using the device while walking or in a vehicle while driving, is critical to obtaining an accurate heading estimation. We present a solution for resolving the misalignment between the portable device and the moving platform, which exploits multiple portable devices like smartphones or tablets and/or smart wearable devices such as smart watches, smart glasses, and/or smart fitness and activity trackers/monitors. Several real field test experiments using portable devices were conducted to examine the performance of the proposed method. Results show how a portable navigation solution can be improved by further enhancing misalignment estimation.     

视频星运动目标检测方法的对比和分析

视频卫星可提供大尺度运动场景的实时监控,而运动目标检测是其应用的核心问题。本文设计并实现了目前3种主流的运动目标检测方法,以路面交通监控视频和卫星视频为应用背景,详细探讨了3种方法在检测精度、实时性和运动目标完整性等方面的优缺点和适用条件。实验表明:混合高斯模型方法在多目标复杂背景下,表现出较强的适应性。粒子滤波法具有抗灰尘噪声干扰特性,运动目标边缘保持较好。     

INS辅助的实时动态GNSS单频周跳探测

采用全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）模糊度固定解可提高GNSS/惯性导航系统（inertial navigation system，INS）组合导航定位精度，而在复杂环境下，单频GNSS难以实现完善的实时动态周跳探测，影响GNSS模糊度保持。研究了星间单差与站星双差的INS辅助GNSS单频周跳探测检验量，重点分析检验量的误差特性。分析得出检验量误差主要与INS增量误差有关，受接收机至待检星与参考星之间星地矢量夹角的影响。提出了选取两颗参考星并优选探测检验量的方法，降低方位角因素的影响，提高周跳探测性能。周跳探测的阈值在滑动窗口内估计，对INS误差被GNSS误差淹没的部分进行抑制，充分反映INS误差影响，阈值估计具有较强的自适应性。     

A Target Detection Method for Hyperspectral Imagery Based on Two-Time Detection

To solve the low detection efficiency problem of Constrained Energy Minimization (CEM) method used for hyperspectral remote sensing imagery, this paper firstly presents two improved detection methods: principal component CEM (PCCEM) and matrix taper CEM (MTCEM). Then, based on these two methods, a more optimized Two-Time detection (TTD) method is proposed. Primarily, the targets of interest in the hyperspectral image are detected by using the PCCEM and MTCEM method. Then the autocorrelation matrix of non-target pixels is estimated according to the target detection results. Finally, based on this autocorrelation matrix, a new weight vector is constructed for the second detection. Under the effect of this new weight vector, the output energy of the target can be kept at unity and the output energy of the background is suppressed at the same time. Then, the improvement of target detection result can be realized. Experimental results on a real world hyperspectral data show the efficiency of the proposed TTD method to improve the detection performance.     

多波束水体影像中噪声干扰的削弱方法研究

多波束水体影像在水下目标探测和识别方面具有较高的应用价值，但受波束旁瓣效应、第三方声呐干扰及复杂的海洋环境噪声等影响，水柱影像中噪声严重，给图像质量和水下目标探测及识别带来较大困难。在分析噪声来源及成因的基础上，根据其空间分布特点，提出了基于强度分布规律的异常"弧圈"检测与消除方法和基于图像交集和差集运算的背景噪声削弱方法，实现了水体影像中噪声的综合抑制，保留目标的同时改善了水体影像的质量。